Главная » Просмотр файлов » В.В. Еремин, А.Я. Борщевский - Основы общей и физической химии

В.В. Еремин, А.Я. Борщевский - Основы общей и физической химии (1113479), страница 36

Файл №1113479 В.В. Еремин, А.Я. Борщевский - Основы общей и физической химии (В.В. Еремин, А.Я. Борщевский - Основы общей и физической химии) 36 страницаВ.В. Еремин, А.Я. Борщевский - Основы общей и физической химии (1113479) страница 362019-04-28СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 36)

Изучается возможность использования гидридов для хранения и выделения водорода. Гидрид бериллия, в котором содержание водорода наибольшее среди всех гидридов металлов, получают с помощью обменной реакции: 21лН+ ВеС!з = 21.!С1+ ВеНз, проводимой в органическом растворителе — диэтиловом эфире. Все металлы второй группы вытесняют водород из кислот: Мд+ НзЯ04 = МКЯ04+ Нз), Са+ 2НС! = СаС!з+ Нз~. Бериллий — амфотерный металл, поэтому он растворяется также в растворах щелочей: Ве+ 2!чаОН+ 2НзО = !Ч)аз[Ве(ОН)4] + Нз1.

У щелочноземельных металлов атомные спектры содержат линии в видимой области, поэтому окраску пламени их соединениями можно использовать как качественную реакцию. Кальций окрашивает пламя в кирпично-красный цвет, стронций — в карминово-красный, а барий — в желто-зеленый цвет, Для получения металлов П группы используют различные реакции восстановления. Бериллий восстанавливают магнием из фторида: Вера + 2МК = Ве + 2Мдрз. Магний в промышленности получают из морской воды. Ионы магния, содержащиеся в морской воде, осаждают в виде гидроксида, который затем переводят в хлорид и подвергают электролизу его расплав: Мйз~ + Са(ОН)з = Мд(ОН)аз+ Сат+, МК(ОН)з + 2НС! = МКС!з+ 2НзО, МЫС!, = МК+ С1,~. Э 7.3.

з-Меааллы 181 Кальций и стронций также получают электролизом расплавов хлоридов, а барий восстанавливают из оксида с помощью алюмотермии: ЗВаО+ 2А! = А!зОз + ЗВа. Оксиды металлов 11 группы МО получают термическим разложением солей или гидроксидов: ВаСОз = СаО+ СОзГ, 2Мд(ХОз)з = 2МКО+ 4ХОз1+ Оз( Са(ОН)з = СаО+ НзО.

Оксид кальция СаО часто называют негашеной известью, а гидроксид Са(ОН)з— гашеной известью. Все оксиды и пероксиды щелочноземельных металлов реагируют с водой, образуя щелочи, например; СаО+ НзО = Са(ОН)з, ВаОз + 2НзО = Ва(ОН) з + НзОз. Оксиды щелочноземельных элементов проявляют свойства типичных основных ок- сидов, они реагируют с кислотными оксидами и кислотами: ЗСаО+ РзОз = Саз(Р04)ш ВаО+ 2НХОз = Ва(МОз)з + НзО. Оксид бериллия обладает амфотерными свойствами, но реагирует с щелочами только при сплавлении: ВеО+ 2НаОН = ХазВеОз + НзО. Для получения гидроксидов элементов П группы можно использовать реакции гидридов, сульфидов, нитридов, карбидов этих элементов с водой: ВаНз + 2НзО = Ва(ОН) з + 2Нз 1, СаСз+ 2НзО = Са(ОН)з+ СзНз"!'.

В ряду гидроксидов Ве(ОН)з-Мй(ОН)з — Са(ОН)з-Яг(ОН)з — Ва(ОН)з повышается растворимость оснований в воде и увеличивается их сила. Гидроксид бериллия— амфотерный, гидроксид магния — основание средней силы, а гидроксиды щелочноземельных металлов — сильные основания. Все гидроксиды реагируют с кислотными оксидами и кислотами: Са(ОН)з + СОз = СаСОз) + НзО, Мя(ОН)з + 2СНзСООН = (СНзСОО)зМК+ 2НзО а Ве(ОН)з вдобавок — со щелочами.

Как мы видим, свойства бериллия во многом отличаются от свойств его аналогов по группе. Это проявляется и в том, что бериллий способен образовывать ковалентные, а не ионные связи с неметаллами, в частности с галогенами, Например, хлорид бернллня в твердой фазе состоит из бесконечных цепочек, в которых атом Ве находится в тетраэдрическом окружении атомов С! (зрз-гибридизация Ве). Из четырех ковалентных связей Ве — С! две образованы по обменному, а две — по донорно-акцепторному механизму. При нагревании цепочки разрушаются, и в парах 182 Гл. 7.

Химия металлов существуют димерные или мономерные молекулы ВеС!з. Последние имеют линейную форму, что соответствует зр-гибридному состоянию Ве (рис. 7.10). С1 С! С1 ,.С).,,л ~ ..С!.. ,:Ве Ве' 'Ве Ве' Ве С! — Ве Ве — С! С! — Ве — С! С! ~ / С! С! С! С! твердая фаза (полимер) газовая фаза газовая фаза (г > 900'С) Рис. 7.10.

Строение ВеС1з в твердой и в газовой фазе Важную роль в химии элементов 11 группы играют их карбонаты. При взаимодействии солей бериллия и магния с растворимыми карбонатами из-за гидролиза образуются осадки основных солей: 2Ве~~+ 2СОз ~+ НзО = Ве(ОН)з ВеСОзл+ СОз'~. Средние карбонаты осаждают с помощью гидрокарбоната натрия; МпС!з + 2ХаНСОз = МВСОз(+ 2ЫаС! + СОз) + НзО. Карбонаты щелочноземельных металлов образуются при пропускании углекислого газа через раствор гидроксида: Са(ОН)з+ СОз = СаСОз(+ НзО.

Все они нерастворимы в воде, но растворимость заметно растет при насыщении раствора углекислым газом из-за образования кислых солей: СаСОз + СОз + НзО = Са(НСОз)з. Карбонат кальция СаСОз — важнейшее природное соединение. В природе существуют две его полиморфные модификации — кальцит и арагонит, незначительно различающиеся кристаллической структурой. Чаще встречается кальцит — именно он является главной составной частью известняка и мела.

Мрамор и жемчуг представляют собой сложные смеси кальцита и арагонита. Щелочноземельные металлы способны вступать в реакции со многими органическими веществами, образуя металлоорганические соединения. Среди них наиболее известны магнийорганические соединения типа  — Мд — Х ( — углеводородный радикал, алкильный или арильный, Х вЂ” галоген), называемые реактивами Гриньяра. Для получения реактивов Гриньяра к магниевой стружке добавляют раствор соответствующего галогеналкана ВХ в диэтиловом эфире, при этом происходит экзотермическая реакция:  — Х+ Мя  — Мд — Х.

Реактивы Гриньяра проявляют сильные нуклеофильные свойства, их используют в органическом синтезе для создания связей С вЂ” С и наращивания углеродной цепи (см. гл. 10). Самым известным природным комплексным соединением металла 11 группы является хлорофилл — макроциклический комплекс Махач (см. $5.1), играющий ~Си! Л-Мглеалле !83 фуыламентальнук~ роль, в проьессе фозосинкеза. Ринннл иинс ионаы иклоьнык ие1аллок, ионы о1а' способны обрааовывюь аква-колилексы ~М(Н,С>)„$а' в волнык 184 тл.

Г Л'имия лтпшллеа «эффеитом инертной пары» — валентные пэе»лектроны ппи и - 5 и и — б сильно сипэаиы и ит1>ем. тп эатртиниет ии унастие и пй1)аасаании ииын ~сепии саиэей. Э 7лй р-Металлы 185 который окисляет графит до СОз. Поэтому при электролизе анод постепенно выгорает — на тонну получаемого алюминия расходуется больше 500 кг графита, при этом в атмосферу выделяется большое количество парникового газа СОз. Электро- химическое производство алюминия очень энергоемко (15000 кВт электричества на тонну алюминия), поэтому заводы по производству алюминия строят вблизи крупных электростанций, Среди металлов по практической важности алюминий находится на втором месте после железа, от которого его отличают легкость (почти в три раза легче стали), высокая электропроводность и стойкость к коррозии.

Из алюминия делают провода и конденсаторы, бытовую посуду, алюминиевая фольга является удобным упаковочным материалом. Чистый алюминий — мягкий и пластичный, что ограничивает его применение в технике. Для увеличения прочности мелкий порошок алюминия, получаемый распылением жидкого металла, смешивают с оксидом алюминия и сжимают в прессе при температуре чуть ниже температуры плавления алюминия — при этом образуется композитный материал, в несколько раз более прочный, чем чистый металл.

Особенно перспективно создание композитов на основе тончайших волокон оксида алюминия, равномерно распределенных в металле. Они сочетают легкость с высокой твердостью, что делает их перспективными материалами в автомобиле- и самолетостроении. Алюминий легко образует сплавы с другими металлами. Такие сплавы обычно содержат медь, магний, никель и цинк. Медь, никель и цинк повышают прочность металла и его твердость, а магний — его коррозионную устойчивость.

Самые распространенные сплавы — дюралгя А1 95%, Сц 4%, (Мд, Ге, 5!) 1тт силумин— сплав алюминия и кремния (16% 51) и алюминиевая бронза — сплав, содержащий 89'/о меди. Сплавы алюминия широко используются в строительстве самолетов, судов и автомобилей, в производстве электрических проводов. Мировое производство алюминия составляет более 70 млн т в год — больше из металлов производится только железа. Алюминий — очень активный металл.

Окисление алюминия кислородом происходит с большим выделением теплоты, что свидетельствует о высоком сродстве алюминия к кислороду: 2А1+ ~~Оэ = А1эОз + 1675 кДж. Благодаря этому свойству, алюминий используется для восстановления ряда ме- таллов из их оксидов методом алюмотермии: СгэОз + 2А1 = 2Сг + А!зОз, ЗГез04+ 8А! = 4А!эОз+ 9Ге. Алюминий способен отнимать атомы кислорода и у сложных веществ, например нитратов, восстанавливая их до азота: 10А! + 6)Ча)ЧОз = 6)ЧаА)Оз + 2А!зОз + Зг)з1.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
17,99 Mb
Тип материала
Предмет
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6499
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее